בעיית פיזור החום של טכנולוגיית פיזור החום של שרת GPU-thermosyphon

עם התפתחות למידה עמוקה, סימולציה, עיצוב BIM ויישומי תעשיית AEC בתעשיות שונות, תחת ברכת טכנולוגיית ה- AI הווירטואלית של טכנולוגיית AI, נדרש ניתוח כוח מחשוב GPU חזק. שרתי ה- GPU והן תחנות העבודה של GPU נוטים להיות ממוזערים, מודולריים ומשולבים במיוחד. צפיפות זרימת החום מגיעה לעתים קרובות פי 7-10 מזו של ציוד שרתים GPU מסורתי מקורר אוויר. בשל ההתקנה המרכזית של מודולים, ישנם מספר רב של כרטיסי מסך NVIDIA GPU עם כמות חום רבה, כך שבעיית פיזור החום בולטת מאוד. בעבר, טכנולוגיית עיצוב פיזור החום הנפוצה כבר אינה יכולה לעמוד בדרישות של מערכות חדשות. לא ניתן להפריד בין שרתי GPU מסורתיים מקוררים במים או שרתי GPU מקוררים נוזלים מהתמיכה של מאווררים. היום ננתח את טכנולוגיית פיזור החום התרמוסיפון.

נכון לעכשיו, טכנולוגיית פיזור החום התרמוסיפון בשוק משתמשת בעיקר בעמודה או ברדיאטור צלחת כגוף, צינור בינוני חום מוחדר לתחתית הרדיאטור, נוזל עבודה מוזרק לתוך הקליפה, ומתבססת סביבת ואקום. . זהו צינור חום של כוח הכבידה הרגיל. תהליך העבודה הוא כדלקמן: בתחתית הרדיאטור מערכת החימום מחממת את נוזל העבודה במעטפת דרך הצינור בינוני החום. בטווח טמפרטורות העבודה, נוזל העבודה רותח, והאדים עולים לחלקו העליון של הרדיאטור כדי להתעבות ולשחרר חום, והעיבוי זורם לאורך הקיר הפנימי של הרדיאטור. ריפלוקס לחלק החימום מחומם ומתאדה שוב, והחום מועבר ממקור החום אל גוף הקירור באמצעות שינוי שלב המחזור הרציף של נוזל העבודה כדי להשיג את מטרת החימום והחימום.

1 יישום פיזור החום התרמוסיפון על תחנות עבודה של GPU

כיצד כל דור של מצנן מעבדים עובר צעד אחר צעד עד לגבול הביצועים התיאורטיים העכשוויים. החל מגוף החום הפרימיטיבי ביותר מאלומיניום ועד היום, זוהי בחירה טובה. אתה עשוי לחשוב שמכיוון שכמה סנפירים קטנים כל כך קלים לשימוש, האם עדיפים יותר סנפירים גדולים יותר? אולם התוצאה אינה המקרה. ככל שהסנפירים רחוקים יותר ממקור החום, כך הטמפרטורה של הסנפירים נמוכה יותר. כאשר הטמפרטורה יורדת לטמפרטורה של האוויר שמסביב, לא משנה כמה זמן הסנפירים עשויים, העברת החום לא תמשיך לגדול.

כאשר צריכת החשמל המודרנית של מחשבי GPU נכנסת לטווח של 75 עד 350 וואט ואף יותר, מהנדסי עיצוב תרמי פונים לפתח שיטות פיזור חום חדשות. צינור החום עצמו אינו משפר את יכולת פיזור החום של הרדיאטור. תפקידו להשתמש בהולכת חום ובהסעת חום בו זמנית כדי להשיג יעילות העברת חום גבוהה בהרבה מזו של המתכת עצמה.

כבר בשנת 1937 הופיעה טכנולוגיית התרמוסיפון. במהלך פעולה רגילה, הנוזל בתוך צינור החום היה רותח, והאדים יגיעו לקצה העיבוי דרך תא הקיטור, ואז הקיטור יחזור לנוזל ואז יחזור למקור החום דרך ליבת הצינור. ליבת הצינור היא בדרך כלל במתכת הסינטרית. עם זאת, אם צינור החום סופג יותר מדי חום, התופעה של" צינור החום מתייבש" יקרה. הנוזל לא רק הופך לקיטור בתא הקיטור, אלא גם הופך לאדים בליבת הצינור, מה שמונע ממנו לחזור חזרה לנוזל כדי לחזור למקור החום, מה שמגדיל מאוד את ההתנגדות התרמית של צינור החום.

עכשיו גולת הכותרת שלנו היא הקרבה-תרמוסיפון. פיזור החום של תרמוסיפון אינו דומה לצינור חום, שמשתמש בליבת צינור כדי להחזיר את הנוזל לקצה האידוי, אלא רק משתמש בכוח הכבידה, יחד עם כמה עיצובים גאוניים ליצירת מחזור, ומשתמש בתהליך אידוי הנוזלים כמשאבת מים. . זוהי לא טכנולוגיה חדשה, היא נפוצה מאוד ביישומים תעשייתיים עם שחרור חום גדול.

באופן כללי, קירור בתוך ה- GPU ירתח, יזרום כלפי מעלה אל צד העיבוי בפנים, יחזור לנוזל ויחזור לצד המתאדה. ישנם שני יתרונות עיקריים בתיאוריה:

1. הימנע מצנרת חום להתייבש, וניתן להשתמש בה לשעון יתר של שבבים בעלי ביצועים גבוהים במיוחד

2. מכיוון שאין צורך במשאבת מים, האמינות טובה יותר מקירור מים משולב מסורתי

הנקודה החשובה ביותר של פיזור החום התרמוסיפון היא שעוביו יופחת מ -103 מ"מ המסורתיים ל -30 מ"מ בלבד (מופחת עד פחות משליש), והצורה קטנה יחסית ולא תפגע בביצועים. על מנת להקל על עיבוד ציוד פיזור החום התרמוסיפון, רוב היצרנים משתמשים כיום בחומרי אלומיניום. כמו כן משתמשים בנחושת, והטמפרטורה עשויה להיות נמוכה ב 5-10 מעלות, רק עבור שרתי GPU המייצרים יותר חום.